淺談多泵供水控制系統(tǒng)中普傳變頻器的應(yīng)用
出處:普傳科技 發(fā)布于:2011-08-24 22:07:08
變頻調(diào)速恒壓供水技術(shù)以其節(jié)能、安全、供水高品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn),在供水行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水泵電動(dòng)機(jī)無級(jí)調(diào)速,依據(jù)用水量的變化(實(shí)際上為供水管網(wǎng)的壓力變化)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù),在用水量發(fā)生變化時(shí)保持水壓恒定以滿足用水要求,是當(dāng)今先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。
一、多泵供水控制系統(tǒng)特點(diǎn)
采用普傳變頻器與普傳多泵供水系統(tǒng)專用控制器構(gòu)成控制系統(tǒng),進(jìn)行優(yōu)化控制泵組的調(diào)速運(yùn)行,并自動(dòng)調(diào)整泵組的運(yùn)行臺(tái)數(shù),完成供水壓力的閉環(huán)控制,在管網(wǎng)流量變化時(shí)達(dá)到穩(wěn)定供水壓力和節(jié)約電能的目的。采用普傳變頻器與普傳多泵供水系統(tǒng)專用控制器構(gòu)成控制系統(tǒng),進(jìn)行優(yōu)化控制泵組的調(diào)速運(yùn)行,并自動(dòng)調(diào)整泵組的運(yùn)行臺(tái)數(shù),完成供水壓力的閉環(huán)控制,在管網(wǎng)流量變化時(shí)達(dá)到穩(wěn)定供水壓力和節(jié)約電能的目的。 系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)平穩(wěn),啟動(dòng)電流可限制在額定電流以內(nèi),從而避免了啟動(dòng) 時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊;由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了,從而可延長(zhǎng)泵和閥門等使用壽命;可以消除啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)的水錘效應(yīng)。
【系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)】
恒壓供水技術(shù)因采用變頻器改變電動(dòng)機(jī)電源頻率,而達(dá)到調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速改變水泵出口壓力,具有降低管道阻力,大大減少截流損失的效能。
水泵電動(dòng)機(jī)采用軟啟動(dòng)方式,按設(shè)定的加速時(shí)間加速,避免電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電流沖擊,對(duì)電網(wǎng)電壓造成波動(dòng)的影響,同時(shí)也避免了電動(dòng)機(jī)突然加速造成泵系統(tǒng)的喘振。
通常在同一路供水系統(tǒng)中,設(shè)置多臺(tái)常用泵,供水量大時(shí)多臺(tái)泵全開,供水 量小時(shí)開一臺(tái)或兩臺(tái)。在采用變頻調(diào)速進(jìn)行恒壓供水時(shí),就用兩種方式,其一是 所有水泵配用一臺(tái)變頻器;其二是每臺(tái)水泵配用一臺(tái)變頻器。后種方法根據(jù)壓力 反饋信號(hào),通過 PID 運(yùn)算自動(dòng)調(diào)整變頻器輸出頻率,改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,終達(dá) 3 到管網(wǎng)恒壓的目的,就一個(gè)閉環(huán)回路,較簡(jiǎn)單,但成本高。前種方法成本低,性能不比后種差,但控制程序較復(fù)雜,是未來的發(fā)展方向,比如 NKL-A 系列恒壓 供水控制系統(tǒng)就可實(shí)現(xiàn)一變頻器控制任意數(shù)馬達(dá)的功能。
由于變量泵工作在變頻工況,在其出口流量小于額定流量時(shí),泵轉(zhuǎn)速降低,減少了軸承的磨損和發(fā)熱,延長(zhǎng)泵和電動(dòng)機(jī)的機(jī)械使用壽命。
變頻器的節(jié)能、調(diào)速原理、變頻器的節(jié)能、 變頻器是把工頻電源變換成各種頻率的交流電源,以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備,其中控制電路完成對(duì)主電路的控制,整流電路將交流電變 換成直流電,直流中間電路對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波,逆變電路將直流電 再逆成交流電。對(duì)于如矢量控制變頻器這種需要大量運(yùn)算的變頻器來說,有時(shí)還 需要一個(gè)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計(jì)算的 CPU 以及一些相應(yīng)的電路。變頻調(diào)速是通過改變電機(jī) 定子繞組供電的頻率來達(dá)到調(diào)速的目的。 一般使用的風(fēng)機(jī)、水泵類它們額定風(fēng)量、水量都超過實(shí)際需要,又因工藝的 需要,往往運(yùn)行中要改變風(fēng)量、水量,而目前多數(shù)采用檔板或閥門來調(diào)節(jié)的,雖 然方法簡(jiǎn)單,但實(shí)質(zhì)是人為增加阻力的辦法。因此浪費(fèi)大量電能,屬不經(jīng)濟(jì)的調(diào) 節(jié)方式。從流體力學(xué)原理可知,風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、水泵的流量與電機(jī)轉(zhuǎn)速及電機(jī)功率 的關(guān)系如下: 當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí),電動(dòng)機(jī)的功率迅速降低,例風(fēng)量下降到 80%,轉(zhuǎn)速亦 下降到 80%時(shí),則軸功率下降到額定的 51%,若風(fēng)量下降到 50%,軸功率將下 降到額定的 13%,其節(jié)電潛力非常大,采用變頻器調(diào)速方式有很強(qiáng)的節(jié)電效果,其節(jié)電可達(dá)30-40%效果十分明顯。
因?qū)崿F(xiàn)恒壓自動(dòng)控制,不需要操作人員頻繁操作,降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)省了人力。
二、系統(tǒng)配線圖
三、供水控制方式
用戶用水的多少是經(jīng)常變動(dòng)的,因此供水不足或供水過剩的情況時(shí)有發(fā)生。 而用水和供水之間的不平衡集中反映在供水的壓力上,即用水多而供水少,則壓 力低;用水少而供水多,則壓力大。保持供水壓力的恒定,可使供水和用水之間 保持平衡,即用水多時(shí)供水也多,用水少時(shí)供水也少,從而提高了供水的質(zhì)量。 恒壓供水系統(tǒng)對(duì)于某些工業(yè)或特殊用戶是非常重要的。 例如在某些生產(chǎn)過程 中,若自來水供水因故壓力不足或短時(shí)斷水,可能影響產(chǎn)品質(zhì)量,嚴(yán)重時(shí)使產(chǎn)品 報(bào)廢和設(shè)備損壞。又如發(fā)生火災(zāi)時(shí),若供水壓力不足或或無水供應(yīng),不能迅速滅 火,可能引起重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。所以,某些用水區(qū)采用恒壓供水系統(tǒng), 具有較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。 隨著電力技術(shù)的發(fā)展,變頻調(diào)速技術(shù)的日臻完善,以變頻調(diào)速為的智能 供水控制系統(tǒng)取代了以往高位水箱和壓力罐等供水設(shè)備,起動(dòng)平穩(wěn),起動(dòng)電流可 限制在額定電流以內(nèi),從而避免了起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊;由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低 了, 從而可延長(zhǎng)泵和閥門等東西的使用壽命; 可以消除起動(dòng)和停機(jī)時(shí)的水錘效應(yīng)。 其穩(wěn)定安全的運(yùn)行性能、簡(jiǎn)單方便的操作方式、以及齊全周到的功能,將使供水 實(shí)現(xiàn)節(jié)水、節(jié)電、節(jié)省人力,終達(dá)到高效率的運(yùn)行目的。
當(dāng)有若干臺(tái)水泵同時(shí)供水時(shí),由于在不同時(shí)間(白天和黑夜),不同季節(jié)(冬季和夏季),用水流量的變化是很大的,為了節(jié)約能源和保護(hù)設(shè)備,本著多用多開,少用少開的原則,進(jìn)行切換。
變頻器能根據(jù)壓力閉環(huán)控制要求自動(dòng)確定運(yùn)行泵的臺(tái)數(shù),在設(shè)定的范圍內(nèi),同一時(shí)刻只有一臺(tái)泵由變頻器控制。
當(dāng)定時(shí)輪換間隔時(shí)間設(shè)定在0.05~100.00之間,則穩(wěn)定運(yùn)行相應(yīng)時(shí)間后,變頻器將按先開先關(guān)的原則輪換控制泵的運(yùn)行,以保證每臺(tái)泵能得到均等的運(yùn)行機(jī)會(huì)和時(shí)間,防止部分泵因長(zhǎng)期不用而銹死。
泵運(yùn)行到上限或下限后,到達(dá)增加泵或減少泵的判斷時(shí)間,變頻器將按先停先開的原則加減泵控制,以保證每臺(tái)泵都能有機(jī)會(huì)運(yùn)行,防止部分泵因長(zhǎng)期不用而銹死。

其中:ZK 空氣開關(guān) KM 接觸器
JR 熱繼電器 M 電機(jī)
四、操作說明及接線注意事項(xiàng)
工頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí),請(qǐng)務(wù)必裝上合適的熱繼電器以保護(hù)電機(jī)。
電機(jī)側(cè)的工頻旁路與變頻器輸出之間應(yīng)使用帶有機(jī)械聯(lián)鎖裝置的交流接觸器,并在電氣控制回路上進(jìn)行邏輯互鎖,以防止工頻電源與變頻器輸出之間引起短路而損壞變頻器及相關(guān)設(shè)備。
電機(jī)所連接的工頻電源的相序應(yīng)與變頻器輸出的相序一致,為防止電機(jī)反轉(zhuǎn)事故,請(qǐng)確認(rèn)相序后運(yùn)行。
在進(jìn)行變頻器控制信號(hào)接線時(shí),請(qǐng)把其同動(dòng)力線分離,也不要配置在同一配線管內(nèi),否則有可能產(chǎn)生誤動(dòng)作。
壓力設(shè)定信號(hào)線與壓力反饋信號(hào)線必須采用屏蔽線。
附:供水應(yīng)用指南
典型應(yīng)用:四泵恒壓供水。
1:泵配置
變頻泵四臺(tái),15Kw
2:設(shè)定壓力0.8Mpa
3:壓力表選擇:壓力變送器,DC 4~20mA輸出,1.6Mpa
4:變頻器選擇:PI7100 15F3和WSC7315供水基板。

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